Comparative Study of DQ and CSD Methods for Voltage Regulation in DSTATCOM-Based SEIG Systems

Abstract

Self-Excited Induction Generator (SEIG) plays an important role in independent power generation systems. Since SEIGs have difficulty maintaining the terminal voltage when load conditions change, an adequate compensation and control system is required. Distribution Static Compensators (DSTATCOMs) stand out with their fast dynamic response, reactive power support, and harmonic reduction capabilities. The performance of DSTATCOMs depends on the effectiveness of the control method. In this study, the performance of the widely used dq method and Current Synchronous Detection (CSD) method is compared under nonlinear loads, unbalanced loads, and DC offset conditions. The CSD method stands out with its effectiveness in filtering PCC voltages, peak estimation, and simple structure. The dq method, thanks to its high accuracy and stability in phase synchronization, has provided successful performance in harmonic suppression, current and voltage balancing, and reduction of DC offset effects. In both methods, the total harmonic distortion (THD) of SEIG current and voltage is below 5% in accordance with IEEE-519 standards.

Kendinden Uyarımlı Asenkron Generatör (KUAG), bağımsız güç üretim sistemlerinde, önemli bir rol oynamaktadır. SEIG'ler yük koşulları değiştiğinde terminal gerilimini korumakta zorluk çektiği için etkili bir kompanzasyon ve kontrol sistemine ihtiyaç duyulmaktadır. Dağıtım Statik Kompanzatörleri (DSTATCOM) hızlı dinamik tepkileri, reaktif güç desteği ve harmonik azaltma yetenekleri ile ön plana çıkmaktadır. DSTATCOM'ların performansı kontrol yönteminin etkinliğine bağlıdır. Bu çalışmada, yaygın olarak kullanılan dq yöntemi ile Akım Senkron Algılama (CSD) yönteminin performansı doğrusal olmayan yükler, dengesiz yükler ve DC ofset koşulları altında karşılaştırılmıştır. CSD yöntemi, PCC gerilimlerini filtrelemedeki etkinliği, tepe değerini tahmin etmesi ve basit algoritması ile öne çıkmaktadır. Ayrıca akım ve gerilimlerde meydana gelen DC ofset durumlarında faz gerilimi kestirimi daha üstündür. dq yönteminde ise faz senkronizasyonundaki yüksek doğruluk ve kararlılığı sayesinde harmonik bastırma, akım ve gerilim dengeleme ve DC ofset etkilerini azaltmada başarılı performans sağlamıştır. Her iki yöntemde de IEEE-519 standartlarına uygun şekilde SEIG akım ve geriliminin toplam harmonik distorsiyonu (THD) %5'in altındadır.